Progetto di Informatica Industriale GIRASOLE Andrea Controzzi

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Sofia Barbieri
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1 Progetto di Informatica Industriale GIRASOLE Andrea Controzzi

Introduzione 1 L'energia solare è una fonte di energia pulita la cui importanza è in continua crescita. I costi per metro quadro sono ancora elevati.

2 Introduzione 1 L'energia solare è una fonte di energia pulita la cui importanza è in continua crescita. I costi per metro quadro sono ancora elevati. La potenza teorica di picco è ottima, 1kW, ma l'efficienza dei pannelli è al 12% circa e dipende dalla corretta esposizione verso il Sole. Una posizione fissa fa perdere dal 10% al 40%

3 Introduzione 2 Ci sono applicazioni (es: barche) in cui l'orientamento variabile dei pannelli è particolarmente importante per ottenere una buona efficienza. In tali scenari diventa conveniente che i pannelli siano in grado di rivolgersi sempre verso il Sole, come fanno i girasoli

4 Struttura del Girasole Consiste in una base fissa e una piattaforma rotante sulla quale è piazzato il pannello solare e due sensori. pannello solare sensore sensore base rotante perno supporto base fissa motore

5 Sensori I sensori misurano l'irraggiamento 45 a destra e sinistra rispetto al pannello solare, per decidere se conviene ruotare la piattaforma. Si impiegano come sensori dei mini-pannelli solari perché hanno caratteristiche simili. I mini-pannelli non sono uguali tra loro, serve calibrarli per calcolare il guadagno e l'offset Inoltre talvolta danno letture disturbate.

6 Attuatore 1 E' un motore a corrente continua. Richiede un cambio che diminuisce i giri da RPM a circa 3, e al contempo aumenta dello stesso fattore la coppia. Un breve impulso di corrente riesce a ruotare la piattaforma di alcuni gradi. I tempi di attivazione della rotazione e di arresto del movimento per inerzia sono ridotti grazie al cambio.

7 Attuatore 2 Il segnale di attivazione del motore arriva tramite la porta di I/O del microcontrollore. La porta digitale non eroga la corrente sufficiente ad alimentare il motore, quindi si rende necessario un circuito di controllo dell'attuatore che tramite transistor e relè attiva il motore. Mettendo al valore alto uno dei due pin, il motore si attiva.

8 Circuito dell'attuatore 100ЦF 16V' 78L05 100ЦF 16V' 1n4007 1n4007 Rele' Rele' Rele'

9 Logica di controllo 1 Il controllo avviene tramite il microcontrollore programmabile ADUC836. Le caratteristiche utilizzate sono: ADC ausiliario Due pin dell'uscita I/O Interrupt esterno INT0 Memoria non volatile Flash

10 Logica di controllo 2 Non è necessaria una programmazione realtime. Ciclo di controllo unico, non necessita di multitasking. Attesa attiva tra una sessione di controllo e l'altra.

11 Logica di controllo 3 Controllo in ciclo chiuso sulla posizione del pannello solare: sensore-controllore-attuatore. Controllo in ciclo aperto sul funzionamento del motore. Invio di segnali di spostamento al motore, senza feedback. Sfrutta gli spostamenti costanti a parità di durata degli impulsi di controllo.

12 Logica di controllo 4 Limite di fondo corsa in assenza di contatti a spazzola. Il software si preoccupa di verificare che il limite non venga superato, altrimenti si rischia di strappare i fili dei mini-pannelli. La posizione viene memorizzata nella memoria non volatile. Al reset o riattivazione dopo una perdita di alimentazione, il Girasole ripristina la posizione originale.

13 Logica di controllo 5 Filtraggio dei picchi ed errori sui valori letti dai sensori, tramite il ADC, mediante ripetute letture e calcolo della media. Calibrazione del guadagno e offset per via sperimentale, per ripianare le differenze tra i mini-pannelli.

14 Logica di controllo 6 Parametri configurabili: Lunghezza dell'impulso dato al motore Intervallo tra le verifiche sui sensori Soglia di sbilanciamento tra i sensori Numero di misure effettuate per filtraggio Massima rotazione ( fondo corsa )

15 Collegamenti I pin da collegare sono: P2.2 e P2.4 per il controllo del motore GND per avere un riferimento comune a ground AIN3 e AIN4 sul convertitore A/D Ciascun pin è indicato dalle etichette sui fili.

16 Limiti e prospettive 1 Problema del fondo corsa. Facilmente eliminabile. Calibrazione per via sperimentale. E' possibile eseguirla in modo automatico attivando una procedura di autocalibrazione quando il pannello è stato manualmente orientato in posizione ottimale. Il software ricava da solo offset e guadagno. La calibrazione è necessaria una sola volta.

17 Limiti e prospettive 2 Orientamento tramite impulsi di lunghezza variabile, proporzionale allo sbilanciamento dei sensori. Wear-leveling sulla memoria Flash.

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